电压对电渗加固软土效果的试验研究.pdf

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1、电压对电渗加固软土效果的试验研究■刘忠富胡新华【摘要】使用自制的电渗试验装置，对武汉某地区淤泥进行4组不同情况的电渗试验。通过检测排水量、电流、有效电势、含水率、能耗系数以及土体粘聚力c和内摩擦角缈值来研究变化电压通电对电渗加固软土的影响。研究结果表明：合理的改变电压方式能有效增强电渗的加固效果，电压较大的电渗加固效果比电压小的好，消耗能量较多；逐渐递增和跳跃循环的电压加载方式进行电渗试验能明显增强阳极的加固效果；在较高电压下，有效电势占有比较小：阳极附近土体的含水率明显比阴极附近土体的低，在抗剪强度指标方面阳极比

2、阴极大。【关键词】淤泥电渗变化电压有效电势能耗在我国沿海、沿江的广大区域里，普遍分布着淤泥质软黏土。淤泥质软黏土有高含水率、低强度、高压缩性、低渗透性等诸多缺点，这些不良特性给工程施工带来了很多困难。电渗法用于软黏土地基的加固已经有很长的历史，但是其加固过程中严重的耗能以及电极腐蚀问题没有得到很好的解决，这也严重的阻碍了电渗法在实际工程中普遍的应用。目前由于一些特殊工程的需要，电渗法再次进入研究者们的视野。目前国内外许多学者都致力于电渗的研究，研究涵盖了多个方面：刘国华等研究了土的电阻率特性，得出了影响土的电阻率变

3、化的主次因素顺序。李瑛研究了软粘土电渗固结的理论研究，对电渗基本理论做出了初步的分析。陈卓等研究了电极反转对电渗加固的影响得出了电极反转只能使土体固结变形均匀，相反还会影响土体的电渗效率。龚晓南等对软粘土地基电渗加固设计方法的研究，提出了软粘土电渗加固设计计算方法。万勇等研究了电势梯度对淤泥电渗的影响，得出了电渗一土界面电渗损失规律以及电渗梯度大小对电渗排水的影响。李瑛等还研究了电压对一维电渗排水的影响，得出了在电渗前期土体中含水率的分布以及电渗的排水规律，但是未尝有变化着的电压进行电渗实验。Micic等采用间歇通

4、电的方式对海相淤泥进行电渗加固处理，得出了间歇通电条件下的合理的通电时间。Fabien等通过对化学注浆方法的研究，发现其对电渗提高处理效果是由改善阳极和土体之间的接触电阻来实现的。在传统的电渗试验中，通常设置的试验组为固定的电压或者是短暂反向电压，还没有尝试用电压递增加载电压和跳跃循环加载电压的方式。本文将用10V和20V两种不同的电压常规加载电压方式以及逐渐递增和跳跃循环的电压加载方式进行电渗试验，研究其对传统电渗的各个指标的影响，为以后的电渗加固软土试验提供参考。表1淤泥土样参数一、试验方案电渗电源装置由RXN

5、一303D—II型直流程控电源。电渗反应池为自制的有机玻璃盒，尺寸为400mm×200illm，由不锈钢有孔电极板将有机玻璃盒分为溶液槽(100mm×200mm)、土样槽(200mill×200mE)和排水槽(100舢×200mm)三部分，土样盒中放入适合高度的土体，排水口设置在土样盒阴极板的一侧，因为电渗是土体中水从阴极排出。电势测针采用2根长度为25cm直径为lmm的不锈钢丝，用万用表测电势。。％自§m‘瞎墨二图l电渗装置简图试验用土样为武汉市东西湖区某建筑工地淤泥，其力学性质如表l所示。含水率／％液限／％塑限

6、／％粘聚力C／kPa内摩擦角p／。重度孔隙比53．258．320．3731518．31．51试验过程：将淤泥进行饱和，均匀放置入试验装置中，溶液槽加入清水至与土样顶部齐平，静置养护12h。本次共有4组对比试验，试验设计如表2所示。静置养护完成后，选取2根长约25am直径为1mm的钢丝作为电势测针，电势测针距离阴阳极的距离都为0．5cm，按照拟定好的试验方案将反应池连接在RXN一303DII型直流程控电源上。开始通电后用塑料薄膜将反应池开口封住，防止土体的水分的蒸发而是土体开裂和土体含水量的改变影响试验结果。实验数据

7、的记录每2h进行一次，记录数据包括排出水的体积，直流控程电源的电压和电流，万用表测得的电势测针之间的电压。通电方案：试验分为四个试验组，第一个组持续通电，保持电压为10v；第二组持续正向通电，表2试验通电方案保持电压为20V；第三组保持正向通电，以10V电压通电16h后将电压加大到15V，通电16h后增大电压到20V，保持电压不变一直到电结束。第四组开始以10V电压正向通电12h，然后改变电压为20v通电12h，如此反复多次直至电渗结束。通电方案分组如表2所示。组别电源电压大d,／v电渗时间／hA持续正向通电，保持

8、电压为10v48hB持续正向通电，保持电压为20V48hC10v通电16h后变为15v通电16h，然后改变电压为20v通电16h48hD10v通电12h后改变为20v通电12h，然后重复该过程48h初定通电时间为48h。电渗完成后，分别在阳极，阴极以及阴极板和阳极板的中间位置取出一定量的土样进行含水率的测试。含水率的测定采用烘干称重的方式测定，烘箱为10卜3